Tugas Sederhana I/O

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian simulasi

   c) Video Simulasi

6. Download File

 

1. Pendahuluan[kembali]

        Dalam sistem digital, mikroprosesor hanya dapat mengolah data dalam bentuk biner. Namun, di dunia nyata sebagian besar sinyal bersifat analog, misalnya suhu, tegangan, arus, atau suara. Agar sinyal analog ini bisa diproses oleh mikroprosesor, diperlukan rangkaian konverter Analog to Digital Converter (ADC). 
        Pada percobaan ini digunakan mikroprosesor 8086 sebagai pusat pengolah data, ADC0804 sebagai pengubah sinyal analog ke digital, serta IC 8255 PPI sebagai interface antara mikroprosesor dan ADC. Input analog diberikan melalui potensiometer (RV1) sebagai penghasil tegangan variabel 0–5V, kemudian hasil konversi digital dibaca oleh 8086 melalui 8255.

2. Tujuan[kembali]

1. Memahami prinsip kerja konversi analog ke digital menggunakan ADC0804.
2. Mempelajari cara menghubungkan ADC dengan mikroprosesor 8086 melalui IC 8255.
3. Mengamati hubungan antara tegangan analog input (Vin) dan hasil digital output (data biner 8-bit).
4. Mengetahui fungsi sinyal kontrol seperti WR, RD, INTR, dan CS pada proses konversi.

3. Alat dan Bahan[kembali]

IC 8086 (mikroprosesor).

    Mikroprosesor 8086 adalah pusat pengendali utama sistem. Fungsinya mirip otak: menerima instruksi dari program, mengatur alur kerja perangkat lain, serta mengolah data hasil konversi dari ADC0804. Karena 8086 menggunakan bus data dan alamat yang multiplexed, maka ia membutuhkan latch (74HC373) untuk memisahkan alamat rendah dan data agar dapat diakses oleh perangkat eksternal.

IC 8255 PPI (Programmable Peripheral Interface)

    IC ini berfungsi sebagai penghubung antara mikroprosesor 8086 dan perangkat luar, dalam hal ini ADC0804. 8255 memiliki tiga port paralel (A, B, dan C) yang bisa dikonfigurasi sebagai input maupun output. Dalam rangkaian ini, port A biasanya digunakan untuk membaca data digital hasil konversi ADC, sedangkan port C digunakan untuk memberikan sinyal kontrol seperti WR (Write), RD (Read), dan membaca status INTR dari ADC.

IC ADC0804 (Analog to Digital Converter 8-bit)

       Komponen utama dalam percobaan ini. ADC0804 mengubah tegangan analog (0–5V) menjadi data digital 8-bit (0–255). Proses konversi dimulai saat sinyal WR diberikan, kemudian ADC bekerja sampai selesai, dan hasilnya ditandai dengan turunnya pin INTR. Setelah itu, data dapat dibaca melalui D0–D7 dengan memberi sinyal RD. Dengan referensi 5V, resolusi ADC adalah 19,53 mV per bit, artinya setiap kenaikan 1 nilai digital mewakili peningkatan tegangan sekitar 19,53 mV.

IC 74HC373(Latch Alamat/Data)

    Karena 8086 menggunakan bus alamat dan data yang sama pada pin AD0–AD7, maka dibutuhkan latch untuk mengunci alamat rendah agar tidak hilang ketika bus dipakai untuk transfer data. 74HC373 menerima sinyal ALE (Address Latch Enable) dari 8086 untuk mengunci nilai alamat sehingga perangkat eksternal seperti 8255 atau ADC dapat diakses dengan benar.

Potensiometer (RV1, 10kΩ)

    Potensiometer digunakan sebagai sumber tegangan analog yang dapat diubah-ubah. Dengan memutar knop potensiometer, tegangan input ke ADC dapat divariasikan dari 0V sampai 5V. Perubahan tegangan ini akan langsung tercermin pada hasil digital ADC, sehingga memudahkan pengujian hubungan antara nilai analog dan digital.

Power Supply +5V dan Ground

        Semua IC dalam rangkaian ini bekerja pada tegangan 5V. Oleh karena itu, sumber tegangan DC +5V dibutuhkan untuk memberi catu daya pada 8086, 8255, 74HC373, dan ADC0804. Jalur ground berfungsi sebagai referensi tegangan dan jalur balik arus agar sistem bekerja stabil.


LED / logic probe

    LED/logic probe digunakan sebagai indikator untuk menampilkan data digital hasil konversi. Misalnya, jika input 2.5V menghasilkan data 01111111, maka pola LED/logic probe juga akan merepresentasikan biner tersebut. Voltmeter dipakai untuk memantau tegangan analog yang masuk ke ADC dari potensiometer, sehingga kita bisa membandingkan nilai tegangan analog dengan hasil digital yang keluar.

4. Dasar Teori[kembali]

• Mikroprosesor 8086
  Merupakan prosesor 16-bit dengan bus alamat 20-bit. Untuk mengakses perangkat eksternal, 8086 menggunakan bus data (D0–D7/ D0–D15) dan sinyal kontrol (RD, WR, CS). Karena bus data dan alamat multiplexed, diperlukan latch (74HC373) untuk memisahkan alamat rendah.

• IC 8255 PPI
  8255 menyediakan 3 port paralel (PORT A, B, dan C) yang dapat dikonfigurasi sebagai input atau output. Dalam percobaan ini, port digunakan untuk menghubungkan data hasil ADC dan mengendalikan sinyal kontrol ADC0804.

• ADC0804
  ADC0804 adalah konverter analog ke digital 8-bit dengan resolusi 19,53 mV/LSB (jika Vref = 5V). Prinsip kerjanya:

  • Tegangan analog $V_{in}$ dibandingkan dengan tegangan referensi $V_{ref}$.

  • Output digital dihitung dengan rumus:

    $$\text{Digital}=\frac{V_{in}}{V_{ref}}\times (2^8-1)$$

  • Jika Vref = 5V:

    $$\text{Digital} = \frac{V_{in}}{5} \times 255$$
    

  • Contoh: Vin = 2,5V → Digital = 127 ≈ 01111111.

Proses Konversi ADC0804

• WR (Write) → diberi low untuk memulai konversi.

• INTR (Interrupt) → menjadi low setelah konversi selesai.

• RD (Read) → diberi low untuk membaca hasil konversi digital dari D0–D7.

• CS (Chip Select) → aktif rendah, mengaktifkan chip ADC.

Hubungan Vin dan Data Digital

• 0V → 00000000 (0)
• 2,5V → 01111111 (127)
• 5V → 11111111 (255)

 
5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

 

6. Download File[kembali]

Rangkaian [Download]

Rangkaian revisi [Download]
emu8086 [Download]

emu8086asm [Download]

emu8086asm txt [Download]

Datasheet IC ADC0804 [Download]

Datasheet IC 8255A [Download]

Datasheet IC 8086 [Download]

Datasheet IC 74HC373 [Download]